[實用新型]單層多驅(qū)動繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420371111.9
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN204118995U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾勵;徐大明;曾志;張小紅
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號: H02K29/00
• 分類號: H02K29/00;H02P6/08;H02N15/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 董旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種電機(jī)，特別涉及一種磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，開關(guān)磁阻電機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)速范圍寬、控制靈活、運(yùn)行效率高、適于超高速低功耗運(yùn)行等諸多優(yōu)良特性而被廣泛應(yīng)用，然而其在高速領(lǐng)域的應(yīng)用卻受到機(jī)械軸承磨損問題的制約，機(jī)械摩擦不僅降低軸承壽命、產(chǎn)生機(jī)械振動和噪音，且會造成部件發(fā)熱，使?jié)櫥瑒┬阅茏儾睢㈦姍C(jī)溫升增大導(dǎo)致電機(jī)的動態(tài)特性變差，從而降低電機(jī)的效率、縮短電機(jī)及裝備的使用壽命。

以磁浮軸承代替機(jī)械軸承很好地解決了這一問題。磁浮軸承利用電磁場力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間中，不需要任何介質(zhì)接觸承載，具有無機(jī)械接觸、動力損失少、支撐力可控等優(yōu)點。但磁軸承開關(guān)磁阻電機(jī)需要額外增加用于懸浮的電磁裝置，因而系統(tǒng)軸向尺寸大，轉(zhuǎn)子長，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與系統(tǒng)故障率，且臨界轉(zhuǎn)速低。針對此問題，利用磁軸承與開關(guān)磁阻電機(jī)定子繞組的相似性，把產(chǎn)生懸浮力的繞組和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的繞組疊壓在定子上，通過一定的控制策略適時調(diào)整各繞組中的電流，從而產(chǎn)生使電機(jī)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮力和旋轉(zhuǎn)的力矩。但是，目前國內(nèi)外學(xué)者研究的磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)存在著控制其徑向懸浮力需要繞組多的問題，即控制二相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子徑向X軸和Y軸方向懸浮力共需要6套控制繞組，四相電機(jī)則需要8套控制繞組，相數(shù)越多，控制繞組越多。控制繞組多不僅增加了電機(jī)本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，增加了故障率，而且電機(jī)運(yùn)行中，控制繞組要隨旋轉(zhuǎn)繞組的切換在3相間不斷切換，且要求控制電路中功率晶體管及續(xù)流二極管個數(shù)多，使控制電路、控制軟件都大大復(fù)雜化、系統(tǒng)成本增加。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種單層多驅(qū)動繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)，使其結(jié)構(gòu)簡單、控制方便。

本實用新型的技術(shù)方案是：一種單層多驅(qū)動繞組磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)，包括電機(jī)本體及檢測控制系統(tǒng)；所述電機(jī)本體，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有定子，定子內(nèi)腔中設(shè)有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子外周徑向分布有轉(zhuǎn)子凸極，轉(zhuǎn)子凸極之間分布有轉(zhuǎn)子凸極槽，轉(zhuǎn)子凸極和轉(zhuǎn)子凸極槽周向均勻分布，定子內(nèi)側(cè)徑向分布有若干定子凸極，相繞組繞裝在定子凸極上；所述定子凸極的極對數(shù)與轉(zhuǎn)子凸極的極對數(shù)不等，所述定子沿圓周方向等分為對稱分布的2段以上圓弧定子單元，每段所述圓弧定子單元上繞裝有一套相繞組，同一圓弧定子單元的相繞組對應(yīng)連接有一組按時序變化的電流輸出單元；檢測控制系統(tǒng)包括徑向位移傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、控制器和電流輸出單元，徑向位移傳感器將位移信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳遞給控制器，控制器根據(jù)運(yùn)算輸出兩路控制信號給電流輸出電路，控制與位移傳感器方向相對應(yīng)的兩組對稱的相繞組的電流，使其中一組相繞組的電流增大，另一組相繞組的電流減小，產(chǎn)生的徑向力與轉(zhuǎn)子徑向力相平衡，使轉(zhuǎn)子懸浮于其回轉(zhuǎn)中心。

本實用新型工作時，圓弧定子單元上的相繞組上的電流按時序變化，可產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)力矩，同時，相繞組得電時，可產(chǎn)生作用于轉(zhuǎn)子上的徑向力，徑向位移傳感器檢測到轉(zhuǎn)子的徑向位移，經(jīng)控制器運(yùn)算后給出電流信號，控制與位移方向的兩組相繞組，使其中的一組相繞組的電流增大，另一組相繞組的電流減小，產(chǎn)生的徑向力與轉(zhuǎn)子徑向力相平衡，使轉(zhuǎn)子懸浮于其回轉(zhuǎn)中心。該裝置僅依靠單層繞組即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的磁懸浮，其結(jié)構(gòu)簡單，控制方便。

本實用新型中，所述定子和轉(zhuǎn)子可由具有導(dǎo)磁性能的硅鐵材料制成。所述圓弧定子單元上繞裝的相繞組優(yōu)選為2相以上的繞組。所述圓弧定子單元的弧長不大于2π/n弧度，n為圓弧定子單元的個數(shù)。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的工作原理圖。

具體實施方式